Planetová převodovka pro průmyslovou automatizaci: 7 klíčových výkonnostních faktorů

Na portálovém portálu typu pick-and-place musí 750W servomotor běžící při 3 000 ot./min dodat 25 až 30 Nm na výstupním hřídeli a zastavit se do 0,05 mm od své naučené polohy, 90krát za minutu, tři směny denně. Pohon dodává otáčky a regulační smyčku. Planetová převodovka přišroubovaná k přírubě motoru rozhoduje o tom, zda je 0,05 mm po dvanácti měsících výroby stále 0,05 mm, nebo se otevřelo až na 0,4 mm.

O výsledku rozhoduje pět výkonnostních faktorů: vůle a torzní tuhost, hustota točivého momentu měřená proti skutečnému provoznímu faktoru, ztráta účinnosti na stupeň a teplo, které generuje, životnost výstupního ložiska při radiálním zatížení a balíček těsnění a mazání přizpůsobený prostředí závodu. Špatně odhadnete dva z nich na rozměrovém listu a osa bude přepracována v dílně místo na papíře.

Shanghai SGR Heavy Industry Machinery Co., Ltd., známá jako SGR , vyrábí planetové převodovky, dvouplášťové šnekové převodovky a kombinované reduktory pro průmyslovou automatizaci a těžké stroje, takže níže uvedená kritéria jsou napsána kolem toho, co skutečně selhává, opotřebovává se nebo driftuje na běžící lince.

Čím planetární převodovka přispívá k automatické ose

Planetová převodovka násobí točivý moment a rozděluje vstupní otáčky sdílením zátěže mezi tři nebo více planetových kol, která jsou v kontaktu s centrálním kolem a vnitřním věncovým kolem současně, a tento současný záběr pohání každou výhodu a každou následnou past dimenzování.

Planetová převodovka je koaxiální reduktor, ve kterém centrální centrální kolo pohání několik planetových kol namontovaných na rotujícím nosiči; planety se odvalují uvnitř ozubeného věnce, takže přenášené zatížení je rozděleno mezi více párů zubů namísto jednoho jediného záběru.

Na automatické ose jsou důležité tři důsledky:

• Poměr na stupeň se pohybuje od 3:1 do přibližně 10:1, takže dva stupně dosahují zhruba 100:1 a tři stupně dosahují 1000:1 v pouzdře kratším než srovnatelná spirálová jednotka.
• Sdílení zatížení přes tři až pět planetových kol snižuje sílu na každý pár zubů, což zvyšuje hustotu točivého momentu a torzní tuhost a snižuje hluk, který vytváří konstrukce s jedním záběrem.
• Vstupní a výstupní hřídele jsou umístěny na stejné středové ose, takže příruba jednotky se montuje přímo na servomotor bez pohybu osy stroje.

Tyto stejné vlastnosti vytvářejí režimy selhání. Jednotka dimenzovaná pouze na průměrný krouticí moment prorazí zuby planety dlouho předtím, než výstupní ložisko dosáhne své jmenovité životnosti.

Vůle a torzní tuhost: první faktor výkonu

Vůle je úhlová vůle naměřená na výstupním hřídeli, když vstup obrátí směr, a převádí se přímo na chybu polohování: 1 úhlová min se rovná asi 0,15 mm u ramene 500 mm, 3 úhlové min se rovná 0,44 mm a 8 až 12 úhlové minuty u průmyslové jednotky pro všeobecné použití se rovná 1,16 mm nebo více.

ISO 1328-1:2013 definuje stupně přesnosti ozubení 0 až 12 a planetové sady pro automatizaci jsou běžně řezány na stupeň 6 nebo stupeň 7, což umožňuje záruku 3 úhlových minut bez ručního lapování každé jednotky. Sadu třídy 5 lze objednat za 1 arcmin, za vyšší cenu a delší dodací lhůtu.

Tuhost je druhá polovina stejné specifikace. Vůle vám říká, jak daleko se osa posune, než se zapojí dráha zatížení; torzní tuhost, udávaná v Nm na arcmin, vám říká, jak daleko se vychýlí po působení zatížení. Obě čísla patří na výběrový list a v tomto přehledu je zkoumána interakce mezi nimi na servo ose determinanty vůle v robotickém polohování .

Hustota točivého momentu, provozní faktor a výběr poměru

Planetovou převodovku dimenzujte na špičkový točivý moment spíše než na nominální točivý moment, protože servo osa běžně aplikuje 200 % až 300 % jmenovitého točivého momentu po dobu několika set milisekund během zrychlování a brzdění. Hodnocení, které zahrnuje pouze nepřetržitý točivý moment, způsobí v prvním roce provozu stroje s vysokým cyklem zuby planety.

Použijte servisní faktor alespoň 1,5 pro jednosměnnou automatizaci a 2,0 pro nepřetržitý provoz, poté zkontrolujte výsledek oproti poměru, který skutečně potřebujete. Poměr, třída vůle a počet stupňů nejsou nezávislé volby: přidání stupně pro dosažení vyššího poměru stojí zhruba 3 procentní body účinnosti a přidává zpětný chod u každé sítě.

Planetová převodovka s vysokým točivým momentem řady N Před potvrzením výpočtů špičkového točivého momentu a zatížení ISO 6336 zkontrolujte tuto jednotku řady N, když porovnáte provozní faktor, poměr, vůli a počet stupňů. Zobrazit produkt →

Pokud pracovní cyklus zahrnuje časté couvání nebo vysokou odraženou setrvačnost, ověřte před vydáním objednávky špičkový točivý moment, počet špičkových cyklů za hodinu a bezpečnostní faktory pro patky zubu a boky vypočítané podle ISO 6336.

Účinnost, tepelný a provozní cyklus

Každý planetový stupeň ztrácí zhruba 2 % až 3 % výkonu, který jím prochází, takže jednostupňová jednotka vrací asi 97 %, dva stupně asi 94 % a tři stupně asi 91 %. Chybějící procento nezmizí; opouští kryt jako teplo.

Tepelné parametry jsou uváděny při definovaném prostředí, běžně 40 stupňů, a definované montážní poloze. Jednotka, která je tepelně přiměřená v klidném vzduchu, se může přehřát uvnitř utěsněného krytu a vyšší servisní faktor je nejlevnější řešení: vybere další velikost rámu, která zvětší vyzařovací plochu, než se výrazně zvýší náklady.

Životnost výstupního ložiska, radiální zatížení a montážní rozhraní

Výstupní ložisko, nikoli ozubení ozubeného kola, je první komponentou, která u osy poháněné řemenem, řetězem nebo pastorkem nedosahuje rezervy. Katalogová životnost ložisek se vypočítává podle ISO 281 a běžně se uvádí jako L10 hodnocení 20 000 hodin při jmenovitém zatížení, což je bod, kdy 90 % populace přežije tuto dobu.

Koaxiální planetová převodovka s vysokým točivým momentem na základně řady N Zvažte tuto koaxiální jednotku namontovanou na základně, když životnost výstupního ložiska, radiální zatížení, axiální zatížení a starty za hodinu řídí hnanou osu. Zobrazit produkt →

Udejte výrobci tři čísla: radiální zatížení a jeho místo působení podél výstupního hřídele, axiální zatížení a počet startů za hodinu. Příčné zatížení působící o 25 mm dále, než se předpokládá, může snížit vypočítanou životnost ložiska na polovinu.

Prostředí, těsnění a mazání

O třídě ochrany a mazání rozhoduje závod, nikoli stránka katalogu. IP65 podle IEC 60529 je praktické minimum tam, kde jsou přítomny mytí, prach nebo kovové jemné částice.

• Jednotky utěsněné mazivem na celý život odstraňují výměny oleje, ale mají nižší průběžný teplotní limit než olejem mazané rámy stejné velikosti.
• Olejem mazané jednotky s minerálním nebo syntetickým převodovým olejem podle ISO VG 220 lépe zvládají vyšší otáčky a nepřetržitý provoz, a to za cenu intervalu výměny oleje.
• Oblasti potravinářství, farmacie a obalů obvykle specifikují maziva registrovaná NSF H1, která musí být vybrána před montáží jednotky, nikoli po ní.
• Okolní extrémy, pod minus 10 nebo nad 45 stupňů, mění výběr maziva a mohou vyžadovat topení nebo ventilátor.

Šestikroková výběrová sekvence pro automatizované strojní zařízení

Přizpůsobte převodovku pracovnímu cyklu v šesti krocích a zaznamenejte si číslo za každým krokem, aby bylo možné pozdější změnu vysledovat spíše k rozhodnutí než k odhadu.

Planetová převodovka pro aplikace s otočným pohonem Použijte tuto planetovou převodovku při přizpůsobení kroků pracovního cyklu; pokud kontrola selže, zvažte před změnou na nižší poměr větší snímek. Zobrazit produkt →

Pokud se krok nezdaří, posuňte se o velikost snímku nahoru a poté přejděte na nižší poměr; Předimenzování rámu je vratné, poddimenzování ne.

Vůle, hustota točivého momentu, účinnost, životnost ložisek a těsnění je pět faktorů, které oddělují toleranci držení planetové převodovky na desetiletí od těch, které se stanou řádkovou položkou v deníku údržby. Určení všech pěti proti skutečnému pracovnímu cyklu trvá odpoledne; jejich oprava po uvedení do provozu vyžaduje vypnutí.